專利名稱：管壁復銅熱交換板的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種軋制復合雙金屬材料的管壁復銅熱交換板的方法。
過去為廣泛應用的管板式的熱交換材料，不少是用鋁軋制復合高壓脹管而制成。但由于鋁在以水作為交換介質，使材質發生腐蝕而降低使用壽命;后用銅絲材料作為熱交換器，但熱交換板的重量增加及價格提高，難于廣泛使用;日本的岡本朗發明了在兩鋁板中配置一扁平銅管將其軋合，得到第一代管壁復銅耐蝕熱交換板[見日本特許公報(B2)，昭55-1852]，此法銅管側面與鋁管結合強度很低易開裂，日本的堤信義在此基礎上改用孔型軋輥制造了各處均勻變型的第二代管內壁復銅熱交換板[見日本公開特許公報(A)，昭59-133921]，但它的缺點是只能生產單通道管板。
為了克服上述缺點，本發明目的是提供一種管壁復銅熱交換板的制造方法，由兩塊一面粗化了，且其中一塊的一面用阻焊劑即有流絡圖形的銅板取代了扁平銅管，以及與此相適應的處理工藝。不需專用型輥，流絡可方便地自由改變，管絡界面的結合強度高，使用壽命長，減少焊接加工量。
本發明的方法，從總體上看，是在兩鋁系材料板間配置兩銅系材料板，并依順序組合后，以一定壓下率通過冷軋，使之結合為一體，將軋制板經過合適的熱處理，導入加壓流體或氣體，使預先印在銅板上的管路膨起，獲得具有可自由設計的流體通路，界面結合強度高，大大減少焊接接頭的數目。
本方法的基本程序是一，按予定要求，對鋁板和銅板下料，胚料經過退火軟化處理(銅約為620～650℃，鋁約為360～390℃)，再在酸性溶液中進行表面清洗;
二，如
圖1所示，將Al(或Cu)板1節用鋼絲刷作粗化處理，輥子6可自由調節高度，控制表面粗化程度，由滑板7帶動刷的板坯沿水平方向作往復運動。粗化的目的是除去銅、鋁板表面的氧化物及其它污物;
三，再如圖2所示，在銅板4的一面用阻焊劑印上所要用的管絡5，然后如圖3那樣依次將各板重合，即將兩相對面粗化了的鋁系材料板間配置兩塊粗化了的銅系材料板，銅板的一面印有圖形與另一銅板相對，兩鋁塊分別在兩銅板的兩邊依順序組合，可由鉚釘或沖床組合固定板的前后端部;
四，按圖4所示，在軋機10上以一定的壓下率，一般為70～90%之間，軋制組合板8得到Cu-Al復合板9。軋制時可以單道次變形，也可多道次變形，但第一道次壓下率不少于60%;
五，為了使界面高度冶金結合并消除應力，將復合板在290～300℃范圍內進行退火處理(不需要保護氣氧等)，保溫時間約1小時;
六，退火后的板從印有阻焊劑的端部導入加壓流體，使之形成如圖5所示的流體通絡14。圖中的13是管壁復銅層;如圖6所示設計的圖形只有17、18需要與外部焊接。類似于這樣的板可以方便地組合，或冷加工成圓筒形狀。
本發明同已有技術相比具有以下優點1、熱交換效率高。由于圖形可自由設計、且管路之間間距任意選取，故能得到最大效率因子的數值(一般認為，管寬D與管距之比為1);
2、由于管板完全以整體的形式出現，使結合熱阻接近于零或等于零，可提高供水溫度，使之在溫度較低的月份、地區內也能使用;若冷加工成圓筒等形狀，可使熱交換體積變小，進而使設備散熱腔體減小;
3、大大減少焊接加工量，比較附圖1和圖7可知;
4、不需特殊軋輥及其相關的輔助設施，可以一機多用，發揮現有設備潛力，減少投資，便于推廣;
5、原料供應方便，所需銅、鋁板可自由配比，而已有技術(見附圖1)中所需銅卷材目前國內尚不能生產，需要進口;
6、本方法所得板材的各部分變形均勻。
圖面說明圖1是已有工藝示意圖，1.3為鋁材;2為銅材;4.5.6是它們對應的成卷裝置;8是粗化處理裝置;9為銅管夾緊拉直裝置;10為軋輥;
圖2是已有工藝圖1的正視圖，11是輥上的孔型;
圖3是已有工藝所制造的熱交換器示意圖，14是內復銅層的流路;15.16均為與外路聯通的接頭共10處;
圖4是本發明粗化處理示意圖，1為鋁板復銅板;6是鋼絲輥;7是臺架滑塊;
圖5為一印為流路5的示意圖，4是粗化了的銅板;
圖6是各板組合示意圖，1.2是相對應的、粗化了的鋁板，3.4是粗化了的銅板;
圖7為冷軋復合示意圖，組合板8通過軋輥10得到復合板9;
圖8為成型后流路剖面示意圖，D為管寬，W為管間距，H為管內高度，11.12是鋁外層，13是管壁復合銅層，14為流路;
圖9是一任意設計流路示意圖，15為板面，16是通道，17.18分別為流體進出口;
圖10和圖11是本發明實施例子。
按照以上工藝成功地制造了如圖10、圖11所示的鋁、銅復合板。板寬約200mm，長度大于1米，板厚1～1.2mm，管壁復銅層厚0.2mm左右，其成型壓力為50～110kg/cm，管寬D在3～25mm內變化，管間距為10～20mm，H隨W的增加而增加。當W為20mm時，H可達15mm左右，管道氣密性試驗壓力為11.5kg/cm，管道允許變型壓力＞15kg/cm，管道破壞壓力＞30kg/cm，經光學顯微鏡檢查，Cu-Cu結合界面粒穿過界面，界面消失;Cu-Al的結合界面有一極簿的合金化層約小于或等于1μm。由此可見，該板各界面已完全冶金結合。
權利要求
1.一種軋制復合雙金屬的管壁復銅熱交換板的制造方法。迄今為止，以銅鋁材料復合的軋制、將加壓流體導入銅管、使之膨起的方法，可得到各部分均勻變形管壁的熱交換板。本發明的特征在于在兩鋁系材料板間配置兩銅系材料板，并依順序組合后，以一定壓下率通過冷軋，使之結合為一體，將軋制板經過合適的熱處理，導入加壓流體或氣體，使預先印在銅板上的管路膨起，獲得具有可自由設計的流體通路。
2.依據權利要求1中所提的方法，其特征在于將兩相對面粗化了的鋁系材料板間配置兩塊粗化了的銅系材料板，銅板的一面印有圖形與另一銅板相對，兩鋁塊分別在兩銅板的兩邊依順序組合，可由鉚釘或沖床組合固定;
3.依據權利要求1中所提的方法，其特征在于一定壓下率是指整板壓下率在70～90%之間，軋制時可以單道次變形，也可多道次變形，但第一道次壓下率不少于60%。
4.根據權利要求1中所提的方法，其特征在于自由設計流體通路是指將阻焊劑在銅板的一相對面上印制通路圖形，該圖形可按要求自由設計，通過變化圖形可得最佳導熱效率;
5.根據權利要求1中所提的方法，其特征在于適合的熱處理是軋制后的復合板在普通爐中加熱到290～330℃范圍內進行退火處理，保溫約1小時;
6.依據權利要求1中所提的方法，其特征在于板內的管絡可任意設計成相互連通形式，得到足夠寬的熱交換板時，只需要焊接一個進口管和一個出口管，由于不需要多個管路間并列焊接。
全文摘要
管壁復銅熱交換板的制造涉及一種軋制復合雙金屬的方法。本發明是在兩塊相對面粗化了的鋁板中配置兩塊粗化了的銅板，并將其中的相對面之一印上阻焊劑形成的通路圖形，依順序對板進行重合，然后將組合板在普通輥型的設備上以一定的壓下率進行冷軋，使各塊界面結合為一體，再在適當的溫度下進行退火處理。最后從板的端部導入加壓流體或氣體使圖形膨起。由于流體通路可自由改變，為提供最佳熱交換效率創造了條件，減少了焊接接頭，不需特殊設備。
文檔編號B21B1/38GK1031665SQ8710208
公開日1989年3月15日 申請日期1987年9月4日 優先權日1987年9月4日
發明者戴蘭芳, 謝剛朝 申請人:冶金工業部長沙礦冶研究院